【数据库】MySQL的索引详解

简介

索引是一种用于快速查询和检索数据的数据结构，类似于书的目录。在几百页的书通过几页目录就可以精确定位到我们想看的章节

优点和缺点

• 优点
  • 正确的使用索引可以大大提高检索速度
  • 可以使用唯一索引保证数据在库中的唯一性
  • 使用聚合索引减少回表，降低IO次数
• 缺点
  • 索引不宜创建的太多，否则增删改时不仅修改数据，还要修改大量的索引数据
  • 索引也会占用磁盘空间

索引结构

• B树：多路平衡查找树，B树的所有节点都会存储 key（索引）和data（行记录）
• B+树：B树的变体，B+树只有叶子节点 key（索引）和data（行记录），其他节点都只存放 key。B+树的叶子节点会存放相邻叶子节点指针， B树没有这个特性。
• Hash：键值对的集合，通过key可以快速的查询到对应的value，
• 黑红树
  Mysql中，Innodb和MyISAM存储引擎都是用 B+树
• MyISAM中B+树叶子结点存放的是行记录的地址，如果要取到数据需要再进行一次IO，这样设计是因为 MyISAM中，数据和索引是两个文件
• Innodb中B+树叶子节点存放的是行记录，Innodb中，数据和索引是一个文件。

索引分类

• 主键索引：一张表只能有一个，主键不能为null，不能重复，如果没有显示指定，Innodb会自动检查是否有唯一且不能为null的字段，如果有选择该字段为默认主键，否则自动生成一个当做自增主键
• 普通索引：没有特殊要求，允许数据重复且可以为null，只是加快了查询速度
• 唯一索引：和普通索引一样，唯一区别是不允许数据重复，值可以为null
• 联合索引：多个字段一起创建一个索引，该索引有最左匹配原则，
  • 最左匹配原则：如果where条件中包含索引中最左边的字段，就可以使用该索引，否则即使包含除了最左字段意外其他所有字段，都不会走索引查询
  • 举例：组合索引 name age dep
    • select name from table where name=‘A’ 可以走索引
    • select name from table where age=15 and dep=‘A’ 不会走索引

聚集索引

索引结构和数据存放在一起

• 优点
  • 查询块，因为数据和索引在一个文件中，减少了一次IO
  • 因为叶子节点是按照根据所以大小有序排列的，所以排序和范围查找很快
• 缺点
  • 插入时，可能会导致数据跨页，造成大量IO操作

非聚集索引

索引和数据分开放

• 优点：非聚集索引叶子不存储数据，更新起来相对较快
• 缺点：因为叶子节点存储的数据地址，所以查找记录会多一次IO操作

结构图

以表table为例

id	name	age
1	A	1
2	B	2
3	C	3
4	A	4

聚集索引结构图

非聚集索引结构图

索引下推

mysql提供的索引优化功能，允许存储引擎在进行索引遍历时，根据where条件过滤掉不匹配的数据，从而减少IO次数，以期提高查询效率。

创建索引的建议

可以用来创建索引的字段

• 字段值不能为null
• 频繁查询的字段
• 频繁排序的字段

索引的个数

• 单表索引个数建议不超过5个，索引太多的话增删改也会有很大压力

索引失效场景

• 有组合索引，但是未遵循最左匹配原则
• 在索引字段上进行计算、函数、类型转化
• 模糊匹配时使用 %value，使用 value%，是可以走部分索引的
• 查询中使用OR，但是没有使用索引列，会导致索引失效
• 隐式转换